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中心架上体.dwg
中心架上体加工工序卡片.doc
中心架上体工艺过程卡.doc
中心架上体毛坯图.dwg
中心架上体钻夹具.dwg
中心架上体钻夹具体.dwg
设计说明书.docx
钻套.dwg
钻模板1.dwg
目录
目录 1
摘 要 2
第一章零件的工艺分析 4
1.1中心架上体的图样分析 4
1.2 中心架上体的结构工艺分析 4
1.3 中心架上体的作用 5
1.4零件加工表面技术要求分析 5
1.5确定毛坯及其余量 5
第二章 工艺过程设计 6
2.1 选择定位基准 6
2.2 确定加工方法 6
2.3工艺路线的制定 6
2.4选择加工设备及刀、夹、量具 7
第三章 确定切削用量 9
3.1工序10-50 9
3.2工序60-100 14
第四章 夹具设计 18
4.1定位基准的选择 18
4.2定位元件的设计 18
4.3导向元件的设计 18
4.4切削力及夹紧力的计算 19
4.5定位误差分析 21
4.6 夹紧装置的设计和简要的操作说明 22
总 结 24
致谢 25
参考文献 26
摘 要
高速精密车床中心架上体的加工工艺工装设计，还有该零件的数控编程设计是本次设计的内容。
根据精密车床中心架上体的零件图分析其作用、结构工艺要求、形状要求、加工余量，来确定工件的工艺方法和工艺过程。选择合适的车床中心架上体的加工基准，进而设计出车床中心架上体的工艺路线；接着确定各个工序需要加工的设备、刀具及量具，关键是对精密车床中心架上体各个工序需要的主轴转速、切削用量和基本工时进行计算；然后进行一套专用夹具的设计。这次夹具设计是对精密车床中心架上体钻Ф22孔工序进行专门的钻夹具设计。在钻夹具设计过程中，需要考虑的是如定位元件、夹紧元件、导向元件、夹具体的选择，另外还需要选择一些辅助元件和配件；最后需要分析夹具结构的合理性与稳定性，以便减少夹具的定位误差，提高零件精度。
关键词：中心架上体；工艺过程；工艺路线；夹具设计；
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产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 车床中心架上体 零件名称 车床中心架上体 共 10 页 第 1 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号10 铣 HT250毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数灰口铸铁设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5012夹具编号 夹具名称 切削液铣面夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣凸台下表面 游标卡尺， 立铣刀 255 24 3 2.00 1 0.55 0.1设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 车床中心架上体 零件名称 车床中心架上体 共 10 页 第 2 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号20 铣 HT250毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数灰口铸铁设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5012夹具编号 夹具名称 切削液铣夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣凸台上表面 游标卡尺、立铣刀 160 20 3 2.5 1 0.46 0.1设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 车床中心架上体 零件名称 车床中心架上体 共 10 页 第 3 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号30 铣 HT250毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数灰口铸铁设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X5012夹具编号 夹具名称 切削液铣夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 粗铣立柱上表面 游标卡尺、立铣刀 160 20 3 2.5 1 0.46 0.1设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 车床中心架上体 零件名称 车床中心架上体 共 10 页 第 4 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号60 钻 HT250毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数灰口铸铁设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z550夹具编号 夹具名称 切削液钻夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻 8 连接孔 游标卡尺、7.5 钻头 725 17 0.4 26 1 0.11 0.12 铰 8 连接孔 8 铰刀 150 4 0.4 26 1 0.12 0.1设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工序卡片产品名称 车床中心架上体 零件名称 车床中心架上体 共 10 页 第 5 页车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号80 钻 HT250毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数灰口铸铁设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z550夹具编号 夹具名称 切削液钻 22 孔夹具工序工时 (分)工位器具编号 工位器具名称准终 单件主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 工步工时工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 r/min m/min mm/r mm 进给次数 机动 辅助1 钻 22 中心孔，深 40mm 游标卡尺、21.5 钻头 160 12.5 0.9 40 1 0.46 0.12 钻 22 中心孔，钻通 游标卡尺、21.5 钻头 160 12.5 0.9 40 1 0.46 0.13 铰 22 中心孔 22 铰刀 180 8 0.9 80 1设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡 产品名称 跟刀架中心架上体 零件名称跟刀架中心架上体 共 2 页 第 1 页材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 零件毛重（Kg） 零件净重（Kg） 材料消耗定额 每台产品零件数 每批数量HT250 灰口铸铁 205x134设 备 工艺装备名称及编号 工 时（分）工序安装工步 工 序 内 容 名称及型号 编号 夹具 切削工具 量具、辅具 准终 基 本 工 时1 铸造 铸造出整体毛坯 2 热处 理 退火处理，去除表面应力3 铣 粗铣凸台下端面 C 面 立式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺 13 104 铣 粗铣立柱上表面 A 面 立式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺 15 105 铣 粗铣凸台上表面 B 面 立式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺 15 106 铣 精铣凸台下端面 C 面 立式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺 15 107 铣 粗铣立柱上表面 A 面 立式铣床 专用夹具 立铣刀 游标卡尺 15 128 铣 粗铣凸台上表面 B 面 立式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺9 铣 铣 20 外圆端面 卧式铣床 通用夹具 立铣刀 游标卡尺 25 20设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期产品型号 零件图号机械加工工艺过程卡 产品名称 跟刀架中心架上体 零件名称跟刀架中心架上体 共 2 页 第 2 页材 料 牌 号 毛 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 零件毛重（Kg） 零件净重（Kg） 材料消耗定额 每台产品零件数 每批数量HT250 灰口铸铁 205x134设 备 工艺装备名称及编号 工 时（分）工序安装工步 工 序 内 容 名称及型号 编号 夹具 切削工具 量具、辅具 准终 基 本 工 时10 钻 钻铰 8H7 连接孔 摇臂钻床 钻夹具 钻头 7.5、铰刀 8 游标卡尺 15 1011 钻 钻 22 中心孔，深度 40mm 摇臂钻床 钻夹具 钻头 21.5 游标卡尺 20 1512 钻 钻 22 中心孔，钻通 摇臂钻床 钻夹具 钻头 21.5 游标卡尺 14 1013 钻 精铰 22H9 的通孔 摇臂钻床 钻夹具 铰刀 22 游标卡尺 14 1014 铣 铣零件两端宽槽 万能铣床 铣槽夹具 10.5 的键槽铣刀 游标卡尺 20 1515 钻 钻 M6-6H 螺纹孔 摇臂钻床 通用夹具 钻头 5.5、丝攻M6 螺纹样规 M6 14 1015 钻 钻 M10-6H 螺纹孔 摇臂钻床 通用夹具 钻头 9.5、丝攻M10 螺纹样规 M10 14 1016 钳 去除毛刺倒棱角17 检验 检验入库设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期毕业设计（论文）类 型： 毕业设计说明书题 目： 中心架上体加工工艺工装设计学生姓名：指导教师：专 业：时 间：1目录目录 .1摘 要 .2第一章零件的工艺分析 .41.1 中心架上体的图样分析 .41.2 中心架上体的结构工艺分析 .41.3 中心架上体的作用 .51.4 零件加工表面技术要求分析 .51.5 确定毛坯及其余量 .5第二章 工艺过程设计 .62.1 选择定位基准 .62.2 确定加工方法 .62.3 工艺路线的制定 .62.4 选择加工设备及刀、夹、量具 .7第三章 确定切削用量 .93.1 工序 10-50.93.2 工序 60-100.14第四章 夹具设计 .184.1 定位基准的选择 .184.2 定位元件的设计 .184.3 导向元件的设计 .184.4 切削力及夹紧力的计算 .1924.5 定位误差分析 .214.6 夹紧装置的设计和简要的操作说明 .22总 结 .24致谢 .25参考文献 .263摘 要高速精密车床中心架上体的加工工艺工装设计，还有该零件的数控编程设计是本次设计的内容。根据精密车床中心架上体的零件图分析其作用、结构工艺要求、形状要求、加工余量，来确定工件的工艺方法和工艺过程。选择合适的车床中心架上体的加工基准，进而设计出车床中心架上体的工艺路线；接着确定各个工序需要加工的设备、刀具及量具，关键是对精密车床中心架上体各个工序需要的主轴转速、切削用量和基本工时进行计算；然后进行一套专用夹具的设计。这次夹具设计是对精密车床中心架上体钻22 孔工序进行专门的钻夹具设计。在钻夹具设计过程中，需要考虑的是如定位元件、夹紧元件、导向元件、夹具体的选择，另外还需要选择一些辅助元件和配件；最后需要分析夹具结构的合理性与稳定性，以便减少夹具的定位误差，提高零件精度。关键词：中心架上体；工艺过程；工艺路线；夹具设计；4AbstractHigh speed precision lathe center frame with the upper body of the turret of processing technology and equipment design, and parts of the CNC programming to design the content is the design of the content.According to the analysis of its function, structure and technology of precision lathe center with the turret body parts, shape, machining allowance, to determine the machining process of parts and process, and select suitable precision machining benchmark upper body lathe center frame, and design process with the turret lathe center body and equipment; each process, tool and measuring processing is determined, the key is the spindle speed, cutting parameters and the basic working hours of precision lathe center with the turret for each step of the process to the upper body is calculated; then design a special fixture, in the selection of fixture design, this is the precision with the turret lathe center the upper drill with 22 hole drilling special fixture design process. Should be considered in drilling fixture design process, such as element positioning, clamping element, a guide element, a clamp specific selection; the rationality and deficiency of fixture structure analysis, to reduce the location error of the jig and in later design attention improve and strengthen.Key word: The center frame and the rest of the lower body; the fixture design; numerical control programming; CAXA45第一章零件的工艺分析1.1 中心架上体的图样分析图 1-1 中心架上体零件图由图 1-1 可知：1) 立柱上表面到凸台下表面的高度为 134mm2) 中间孔 22 有 0.02 的位置度公差 。m3) 22 的孔的公差达到 H9，8 的孔的公差达到 H7。4) 宽槽的公差为 0+0.1 。5) 人工时效处理。6) 材料为 HT250。1.2 中心架上体的结构工艺分析61) 该中心架的上体外形是直接铸造出来的。2) 需要加工的面有立柱上表面（用“A”表示，下同） 、凸台下表面（B） 、凸台上表面（C） 、宽槽内表面（D、E ）这 5 个面，以及 22H9 的中心孔、M6-H6、M10-H6 的螺纹孔和 8H9 的连接孔3) A、B、C 面要求精度比较高，需要精加工完成，并需要互为基准来加工，因此先粗铣，然后进行精铣。4) 22H9 的中心孔内表面的粗糙度达到 1.6，有位置度要求 0.02mm；8H9 的连接孔有 H7 的精度要求，两孔精度要求很高，采用先钻孔，后铰孔的方式加工；而其他的孔只要求采用钻孔-攻螺纹的方式来完成就行。5) 铣槽采用铣床加工，要保证定位时的精度要求。1.3 中心架上体的作用机床的中心架是车床加工主要的辅助配件之一。它的主要运动以工件旋转为基础，移动刀架来完成切削工作。在车削细长的轴类工件时，工件会受到自身重力和切削时产生的径向力的影响，会产生变形，达不到需要的精度要求，要使用中心架等辅助支撑，来限制轴的变形。1.4 零件加工表面技术要求分析中心架上体凸台下表面和立柱上表面尺寸粗糙度要求为 3.2，22 孔粗糙度要求为 1.6，宽槽的粗糙度要求为 3.2，凸台上表面粗糙度要求为 6.3，8 孔要求粗糙度为 1.6。1.5 确定毛坯及其余量根据零件材料确定毛坯为铸件，材料为 HT250，且中心架上体的生产类型是属于大批量生产，故确定该毛坯的铸造方法为砂型铸造机器造型。22H9 中心孔比较深，可以在铸造时预留一个通孔，能够节省加工时间及降低刀具的磨损。连接槽内表面需进行铣加工。铸造完成后，可以选择人工时效，消除应力。其余的表面粗糙度不作要求。7根据查文献（1）表确定各加工余量：表 2-1 各加工表面加工余量（mm）加工表面 零件尺寸 毛坯尺寸 总加工余量立柱表面到凸台下表面 134 139 5凸台上表面到下表面 24 28 4立柱表面到 M10 孔中心 70 73 3凸台下表面到过渡平面 3 5 2零件两端槽宽 12 8 4立柱表面到 M6 孔中心 8 11 38 孔中心到过渡平面 4.5 7 2.520 外圆端面 3 5 222H9mm 孔 22 19 3第二章 工艺过程设计2.1 选择定位基准精基准的选择：选择凸台的下表面（A 面）作为精基准中心架上体的凸台下表面是加工表面，加工精度较高，并且需要保证凸台下表面（C 面）到立柱上表面（A 面）的尺寸精度要求，因此可以作为互为基准进行精加工，遵循了“互为基准”的原则。粗基准的选择：选择与凸台下表面连接的过渡平面作为粗基准在选择粗基准时，考虑到一下两点：8（1）凸台的上表面、下表面（C、B）和立柱上表面（A）是要进行加工的表面，且零件上的槽、孔、的加工精度要求很高，都不适合作粗基准。（2）使用与凸台下表面连接的过渡平面能保证加工表面有足够的加工空间2.2 确定加工方法根据各加工表面精度要求,确定各表面的加工方法：加工面 加工方法 备注凸台上、下表面(A、C） 粗铣-精铣立柱上表面（B） 粗铣-精铣20mm 外圆端面 粗铣-精铣工件左右两端槽 粗铣-精铣20mm 通孔 钻孔-铰孔 精度要求很高8 连接孔 钻孔-铰孔 7 级精度要求M6-6H 螺纹孔 钻孔-攻螺纹M10-6H 螺纹孔 钻孔-攻螺纹2.3 工艺路线的制定合理的加工工艺路线还能够降低生产的时间，使现有的设备得到充分的利用，降低基本工时。根据工件加工原则，将 A、B、C 面 20mm 外圆端面以及 20mm 通孔、8 连接孔的粗加工放在前面，精加工放在后面。大致按照这样的顺序：ca、b20mm 外圆端面8 连接孔20mm 通孔工件左右两端槽来加工。两个螺纹孔等次要加工可以放到最后加工。另外 20H9 的孔有 0.02mm 的位置度要求，深度 80mm，一次加工很难保证精度要求，且加工变量不宜过大，要一次装夹、分成两次钻孔来完成通孔。可以拟定加工工艺路线：9工序号 工序内容 简要说明铸造 机器砂型铸造时效处理 人工时效处理，消除内应力下料，检验10 粗铣 C 面 先加工基准面，以过渡平面为基准20 粗铣 A、B 面 以 c 面为基准30 精铣 C 面 以 A 面为基准40 精铣 A、B 面 以 c 面为基准50 粗、精铣 20 外圆端面60 钻 8 的连接孔 先钻孔，后铰孔70 钻 22H9 的孔 钻孔 ，深度 40mm80 钻 22H9 的通孔 钻通90 精铰 22H9 的通孔100 粗、精铣零件两端槽110 钻 M6-6H 螺纹孔 钻底孔、孔口倒角 145、攻螺纹120 钻 M10-6H 螺纹孔 钻底孔、孔口倒角 145、攻螺纹130 倒角140 检验150 入库2.4 选择加工设备及刀、夹、量具10由于生产类型为大批量生产，零件的生产方式以通用机床与专用夹具为主，加上少量专用机床的流水生产线，由于工件比较小，工件在各车床间的装卸及传输可以都考人工搬运就能完成。36mm 立柱上表面：选择立式铣床，选择机床为 X5012 立式铣床。使用 30mm 的莫式锥柄立铣刀，通用夹具，游标卡尺。 （参考文献 1 表 4.1-3）24mm 凸台的上下表面：选择立式铣床，选择机床为 X5012 立式铣床。使用 40mm 的莫式锥柄立铣刀，量具、夹具同上。 （参考文献 1 表 4.1-3）20mm 外圆端面:选择卧铣的方式铣削平面，选择机床为 X60W 卧式升降台铣床。使用 20mm 的莫式锥柄立铣刀，量具、夹具同上。 （参考文献 1 表 4.1-3）8 连接孔：需要较高的精度，需要再钻孔后精铰，选择机床为 Z550 圆柱立式钻床。使用7.8mm 的钻头和 8mm 的铰刀，通用夹具，游标卡尺，内径千分尺。 （参考文献 1 表4.1-3）22 中心孔：需要较高的精度，需要精铰完成，且该孔的深度比较深需分两次钻孔完成，选择机床为 Z550 圆柱立式钻床。使用 21.5 的钻头和 22 的铰刀，通用夹具，游标卡尺，内径千分尺。 （参考文献 1 表 4.1-3）零件的两端的 12 宽槽：采用立铣的方式完成，选择机床为 X62W 型万能铣床。使用键槽铣刀，通用夹具，游标卡尺。 （参考文献 1 表 4.1-3）M6-6H 螺纹孔:选择 Z550 圆柱立式钻床。使用 5.5mm 钻头，通用夹具，游标卡尺，内径千分尺。（参考文献 1 表 4.1-3）11M10-6H 螺纹孔:选择 Z550 圆柱立式钻床。使用 9.5mm 钻头，量具、夹具同上。 （参考文献 1 表4.1-3）12第 3 章 确定切削用量3.1 工序 10-50工序 10 粗铣凸台下表面在选择刀具时，由于铣刀的尺寸会影响切削力、扭矩以及切削速度，根据加工要求，选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 30mm。粗铣时，切削深度 ap=2mm，铣削宽度ae=30mm，齿数 z=12，查表可得：fz=0.26mm/z，T=180min，V c=87m/minn=222r/min，V f=586mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =87m/mintcsn= . . =222r/mintnmsv. . =586mm/minfcvfksf由机床参数选择 nc=255r/min vfc=620mm/min又因前面已确定铣刀直径 D 为 30mm，切削速度为vc= =3.1430255/1000=24m/min10nD每齿进给量为= /zcff c=620/25512=0.2mm/z查表可得 pcc可以取值为 3.95kw13由机床参数可知，机床的主轴所允许的最大功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=2mm，v f=620mm/min，n=255r/min，f z=0.2mm/z1) 粗铣立柱上表面选择莫式锥柄立铣刀，直径为 40mm。粗铣时，切削深度 ap=2.5mm，铣削宽度ae=36mm，齿数 z=16，查表可得：fz=0.26mm/z，T=180min，V c=80m/min，n=127r/min，V f=446mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =80m/mintcsn= . . =127r/mintnmsv. . =446mm/minfcvfksf由机床参数选择 nc=160r/min ， v fc=510mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 40mm，切削速度Vc= 10D=3.1440160/1000=20m/min每齿进给量为= /zcffvn c=510/16016=0.19mm/z查表得 pcc可以取值为 3.6kw14而机床的主轴允许的功率为 pcm=4kw3.8kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=2.5mm，v f=620mm/min，n=160r/min，f z=0.19mm/z2) 粗铣凸台上表面选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 30mm。粗铣时，切削深度 ap=1.5mm，铣削宽度ae=30mm，齿数 z=16，查表可得fz=0.26mm/z，T=180min，V c=80m/min，n=127r/min，V f=446mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =80m/mintcsn= . . =127r/mintnmsv. . =446mm/minfcvfksf由机床数据参数选择 nc=160r/min vfc=510mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 30mm，切削速度：Vc= 10nD=3.143016/1000=15.1m/min每齿进给量为= /zcffvn c=510/16016=0.19mm/z查表得 pcc可以取值为 3.6kw15机床的主轴允许的最大功率为 pcm=4kw3.8kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=1.5mm，v f=620mm/min，n=160r/min，f z=0.19mm/z3) 精铣凸台下表面选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 30mm。粗铣时，切削深度 ap=0.5mm，铣削宽度ae=30mm，齿数 z=16，查表可得fz=0.1mm/z，T=240min，V c=113m/min，n=181r/min，V f=231mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =113m/mintcsn= . . =181r/mintnmsv. . =231mm/minfcvfksf由机床数据参数选择 nc=210r/min vfc=250mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 30mm，切削速度：Vc= 10=3.1430210/1000=19.8m/min每齿进给量为= /zcffvn c=250/21016=0.074mm/z16校核机床功率,查表得 pcc可以取值为 2.7kw由机床参数可知，机床的主轴允许的最大功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=0.5mm，v f=250mm/min，n=210r/min，f z=0.074mm/z4) 精铣立柱上表面选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 40mm。粗铣时，切削深度 ap=0.5mm，铣削宽度ae=36mm，齿数 z=16，查表可得：fz=0.1mm/z，T=180min，V c=124m/min，n=316r/min，V f=304mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =124m/mintcsn= . . =316r/mintnmsv. . =304mm/minfcvfksf根据机床数据参数选择 nc=380r/min vfc=390mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 40mm，切削速度：Vc= 10=3.1440380/1000=47m/min每齿进给量为= /zcffvn c=390/3801617=0.064mm/z校核机床功率,查表得 pcc可以取值为 3kw根据机床参数可知，机床的主轴允许的功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=0.5mm，v f=390mm/min，n=380r/min，f z=0.064mm/z5) 精铣凸台上表面根据加工要求，选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 30mm。粗铣时，切削深度ap=0.5mm，铣削宽度 ae=30mm，齿数 z=16，查表可得fz=0.26mm/z，T=180min，V c=124m/min，n=316r/min，V f=304mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =124m/mintcsn= . . =316r/mintnmsv. . =304mm/minfcvfksf由机床数据参数选择 nc=380r/min vfc=390mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 30mm，切削速度 Vc= 10=3.1430380/1000=35.8m/min每齿进给量为 = / zzcffvn c=390/3801618=0.064mm/z校核机床功率,查表得 pcc可以取值为 3kw由机床参数可知，机床的主轴允许的功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=0.5mm，v f=390mm/min，n=380r/min，f z=0.064mm/z6) 粗铣 20 外圆端面根据加工要求，选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 20mm。粗铣时，切削深度ap=2.5mm，铣削宽度 ae=20mm，齿数 z=16，查表可得fz=0.26mm/z，T=180min，V c=80m/min，n=127r/min，V f=446mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =80m/mintcsn= . . =127r/mintnmsv. . =446mm/minfcvfksf由机床数据参数选择 nc=160r/min vfc=510mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 20mm，切削速度：Vc= 10=3.1420160/1000=10.04m/min每齿进给量为= /zcffvn c19=510/16016=0.19mm/z校核机床功率,查表得 pcc可以取值为 3.6kw由机床参数可知，机床的主轴允许的功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=2.5mm，v f=620mm/min，n=160r/min，f z=0.19mm/z7) 精铣 20 外圆端面选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 20mm。粗铣时，切削深度 ap=0.5mm，铣削宽度ae=20mm，齿数 z=16，查表可得fz=0.1mm/z，T=180min，V c=124m/min，n=316r/min，V f=304mm/min。修正系数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =124m/mintcsn= . . =316r/mintnmsv. . =305mm/minfcvfksf由机床数据参数选择 nc=380r/min vfc=390mm/min又因前面以确定铣刀直径 D 为 20mm，切削速度：Vc= 10=3.1420380/1000=47m/min每齿进给量为20= /zcffvn c=510/38016=0.064mm/z校核机床功率,查表得 pcc可以取值为 3kw由机床参数可知，机床的主轴允许的最大功率为 pcm=4kw所以选择的切削用量符合加工要求即 ap=0.5mm，v f=390mm/min，n=380r/min，f z=0.064mm/z3.2 工序 60-1001) 钻 8 的孔选择的钻头是高速钢麻花钻，直径为 d=7.5。查表（文献 2 表 2.7）确定钻头的几何形状为:双锥修磨横刀，外刃锋角是 120，第二锋角是 70，=12，=30，b=1.5mm，I=3mm。选择切削用量，决定进给量 f：按工艺要求决定进给量：查表（文献 2 表 2.4） ，当被加工的铸铁硬度小于 200HBS时，进给量 f 在 0.360.44mm/r 之间，因为 I/d=17/82，选择修正系数 k=1，则 f=0.360.44mm/r。按钻头强度确定进给量：查表（文献 2 表 2.8）可得允许的进给量为 1.2mm按机床进给机构强度决定进给量：查表（文献 2 表 2.9）可得允许的进给量为f=2.3mm/r综上所诉，进给量受工艺要求的限制，f=0.360.44mm/r。我们可取 f=0.4mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头折断，在快钻穿时采用手动进给的操作。21机床进给机构强度也可以使用进给量查出轴向力来进行检验。查说明书可知，当 f=0.4mm/r，d10mm 时，轴向力 F=3000N。轴向力修正系数为1，F=3000N根据 Z550 钻床说明书，机床允许的最大轴向力 Fmax=24525N 大于3000N，f=0.4mm/r。确定钻头寿命：由表可知，当 d=7.5mm 时，钻头后刀面最大磨损量为 0.6mm，寿命 T 为 35mim。确定切削速度：由表可知，当 f=0.4mm/r，的=7.5mm，使用双横刃钻头时，切削速度 v=17m/min。转速 n=1000v/7.5=721.9r/min查 Z550 钻床说明书，选择转速 n=725r/min。考虑到转速比较快，会降低刀具使用寿命，所以将进给量降一级，取 f=0.3mm/r。校验机床扭矩及功率由表（文献 2 表 2.20）可知，当 f 小于 0.33mm/r，d 小于 21mm 时，扭矩 M 为53.86N.m。根据 Z550 钻床说明书得，转速 n=725r/min，M=392.4N.m。由表（文献 2 表 2.23）可知 p=1kw，而钻床最大功率 p=7.5kw。扭矩及功率都符合钻床要求，选择的切削两可用，所以f=0.3mm/r，n=725r/min，v=17m/min。计算基本工时：tm=L/nf式中，L=+y+,=17mm,入切量及超切量由表查出 y+=8mmTm=0.11mim2) 铰工 8 的孔铰刀选择高速钢铰刀，直径为 8mm选择切削用量，决定进给量 f22由表（文献 2 表 2.24）可知，当被加工的铸铁硬度小于 200HBS 时f=1.0mm/r，n=150r/min，v=8m/min计算工时tm=L/nf式中，L=+y+,=10，入切量及超切量由表查出 y+=8mmTm =0.12mim3) 钻 22H9 的孔由于加工要求精度较高，用先钻后铰的方法。选择的钻头是高速钢麻花钻，直径为 d=21.5。查表（文献 2 表 2.7）确定钻头的几何形状为:双锥修磨横刀，外刃锋角是 120，第二锋角是 70，=12，=30，b=2.5mm，I=5mm。选择切削用量，决定进给量 f按工艺要求决定进给量：查表（文献 2 表 2.4） ，当被加工的铸铁硬度小于 200HBS时，进给量 f 在 0.780.96mm/r 之间，因为 I/d=40/221.8，选择乘孔修正系数 k=1，则 f=0.780.96mm/r。按钻头强度确定进给量：查表（文献 2 表 2.8）可得允许的进给量为 1.8mm按机床进给机构强度决定进给量：查表（文献 2 表 2.9）可得允许的进给量为 f=2.3mm/r综上所诉，进给量受工艺要求的限制，f=0.780.96mm/r。我们可取 f=0.9mm/r。机床进给机构强度也可以使用进给量查出轴向力来进行检验。查说明书可知，当f=0.9mm/r，d25mm 时，轴向力 F=3000N。轴向力修正系数为 1，F=10300N根据 Z550 钻床说明书，机床允许的最大轴向力 Fmax=24525N 大于10300N，f=0.9mm/r。23确定钻头寿命：由表可知，当 d=21.5mm 时，钻头后刀面最大磨损量为 1.2mm，寿命 T 为 75mim。确定切削速度：由表可知，当 f=0.9mm/r，d=7.5mm，使用双横刃钻头时，切削速度 v=12.5m/min。转速 n=1000v/22=180.9r/min查 Z550 钻床说明书，选择转速 n=185r/min。取数据 v=12.5m/min，f=0.3mm/r。校验机床扭矩及功率由表（文献 2 表 2.20）可知，当 f 小于 0.33mm/r，d 小于 21mm 时，扭矩 M 为130N.m。根据 Z550 钻床说明书得，转速 n=185r/min，M=785N.m。由表（文献 2 表 2.23）可知 p=1.3kw，而钻床最大功率 p=7.5kw。扭矩及功率都符合钻床，选择的切削两可用，所以f=0.9mm/r，n=185r/min，v=12.5m/min。计算基本工时：tm=L/nf式中，L=+y+,=12mm,入切量及超切量由表查出 y+=11mm，Tm=0.0831mim4) 铰工 22 的孔铰刀选择高速钢铰刀，直径为 22mm选择切削用量，决定进给量 f由表（文献 2 表 2.24）可知，当被加工的铸铁硬度小于 200HBS 时f=1.5mm/r，n=185r/min，v=8m/min计算工时tm=L/nf24式中，L=+y+,=12，入切量及超切量由表查出 y+=11mm，Tm =0.083mim5) 粗铣零件两端槽查（文献 1.表 2.3-22 凹槽加工余量） ，得精加工余量为 1.5mm。而总余量为 4mm，因此粗加工余量为 2.5mm。选择莫式锥柄立铣刀，选择直径为 10.5mm。粗铣时，切削深度 ap=2.5mm，铣削宽度 ae=25mm，齿数 z=12，查表可得：fz=0.26mm/z，T=180min，V c=87m/min，n=222r/min，V f=586mm/min。修正系数数 = = =1， = = =1mvknvfsvknsvf故得 . . =8m/mintcsn= . . =222r/mintnmsv. . =586mm/minfcvfksf根据机床数据参数选择 nc=255r/min vfc=620mm/min以确定铣刀直径 D 为 10.5mm，切削速度 Vc=Dn/1000=3.1410.5255/1000=8.4m/min每齿进给量为= /zcffvn c=620/25512=0.2mm/z25查表得 pcc 可以取值为 3.95kw根据机床参数可知，机床的主轴允许的功率为 pcm=4kw选择的切削用量符合加工要求即 ap=2.5mm，vf=620mm/min，n=255r/min，fz=0.2mm/z26第四章 夹具设计本次设计的夹具为钻 22 中心孔夹具。该夹具适用于 Z550 摇臂钻床。4.1 定位基准的选择钻 20 中心孔有 0.02 的位置度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。选择中心架上体的 R51.5 孔中心为主要定位基准，另一配做的 8 孔为另一辅助定位基准。以中间 R51.5 中心限制工件的 X 方向和 Y 方向的四个自由度，8 孔限制工件的 Z 方向移动和旋转的两个自由度。4.2 定位元件的设计根据定位的 R52 中心，我们选择的定位元件为芯轴定位，8 孔也选择自制芯轴限位，同样考虑夹紧的部位，在夹紧的部位下方设置辅助支撑，辅助支撑本次选择的是六角头支撑，此为机床夹具使用的标准元件，具体的图形如下：图 6-1 六角头支撑27FVzwqueyXpFndafC04.3 导向元件的设计因为本次加工的孔的精度要求比较高，一次钻孔无法保证精度，所以分成两次钻孔完成。几个工序都是在一次装夹中完成的，需要用与孔尺寸相对应的可换钻套做导向元件。中心孔大小为 22，采用可换钻套为 224656，钻套用衬套为 4656 。4.4 切削力及夹紧力的计算本次选择的是在钻床上进行加工，加工的刀具刀具： 高速钢麻花钻 21.5mm z=8机床： Z550 钻床式 得查表 9.48 得其中： 修正系数 0.1vk2830FC8.q0.1FXz=24 65.y3FuPa0Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中： 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12K为刀具钝化系数 1.13为断续切削系数 1.14NKF7.15（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKf21其中 f 为夹紧面
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